新需求层出不穷5G承载网建设需因地制宜

陕西联通|席晓

5G承载网的前传、中传、回传等需要根据运营商网络的实际情况，合理选择适合自身的建设方案，这样才能有效解决万物互联、泛在连接的5G时代众多业务对承载网的个性化需求。

当前移动互联网、物联网及云计算等业务应用飞速发展，这些业务对现有承载网的带宽、时延、容量等提出了更高的要求。4G网络虽然满足了部分业务应用，但对高带宽、低时延、万物互联等业务实际应用还存在着诸多不足之处。因此，为了满足新业务对网络的需求，构建超带宽、随需而变的承载网成为运营商5G时代网络建设的重点。

新业务对承载网提出新需求

更高带宽需求。相关数据显示，到2020年连接到互联网中的终端数将达到1000亿，对网络带宽的需求日趋提升。4K视频业务码流对带宽的需求是高清视频的5倍，同样VR/AR在未来面临的也是高带宽的问题；连续广域及深度覆盖需要随时随地为用户提供100Mbit/s以上的用户业务体验速率，热点高容量场景面向局部热点区域覆盖，需要满足用户极高的数据传输速率和区域范围内极高的数据流量需求，包括1Gbit/s以上用户业务体验速率、10Gbit/s以上的峰值速率，超宽带承载势在必行。

业务高并发需求。随着移动互联网的发展，移动终端数量激增，移动互联网的各种应用并发流量激增，现有的承载网将无法支持未来高带宽业务并发需求，需要更高带宽的承载网支撑。

业务高感知需求。随着宽带网络的发展，客户的业务体验要求越来越高，对业务访问速度、网络时延以及视频的清晰度等质量提出了更高的要求。

低TCO需求。5G网络广域覆盖、高密度、大容量、大带宽势必对承载网的网元有海量需求，承载网规模将非常庞大，这就要求承载网的网元低成本、低功耗、易维护，最大限度降低TCO。

智能化需求。承载网络要更加灵活、智能、高效和开放。承载网要具备面向业务的网络能力开放接口，要支持多域协同、网络切片，满足网络对业务差异化的需求。

体系开放的需求。开放是网络发展大趋势，5G时代，承载网设备数量大，网络拓扑结构应适应多业务场景，带宽、接口消耗大，相应设备种类、数量将更多，只有各系统间开放才容易对接，承载网络体系需要为未来技术进步留有空间，避免被技术和厂商锁定。

现有承载网存在不足

现有网络在带宽、平台架构以及管道柔性等方面还存在不足，不能够完全支撑超宽、随业务变化而灵活变化等的需求。

图1 5G承载网结构

4K视频是超宽时代的重要业务，其带宽需求比准4K视频有数倍的增长。目前100Mbit/s甚至1Gbit/s带宽的网络远远不能满足未来新业务对带宽的需求。

现在网络架构采用的是集中式。在以前，网络流量相对比较小，集中式架构还能基本应对。千兆网络速度时代流量增长数十倍以上，要想应对业务带来的数字洪流，网络架构就必须具备超宽、超大的特点，如果仍采用集中式的架构，会出现带宽瓶颈、拥塞、客户体验差等诸多问题。

现有网络是一个刚性管道，不能实现网络资源针对不同业务分片化承载，无法帮助运营商进行多业务智能化运营；不能实现分权分域，维护管理困难复杂，不具备随业务需求灵活变化的能力。现在业务应用场景出现多样性，这些业务对网络要求各不相同，现有的承载网针对这些业务还不能实现个性化的承载。

5G承载网建设需把握六大原则

5G承载网建设需把握需求驱动、务实为本、简单为美、成本为重、循序渐进、体系开放六大原则。

需求驱动：承载网是5G支撑部分，应以满足5G发展基本需求为原则，特殊需求特殊对待；务实为本：尽可能采用成熟技术、成熟产业链和已有资源，选择合适手段，不轻易实施没有显著优势的网络创新；简单为美：简化网络结构，稳定基础架构，尽可能使用简单成熟技术；成本为重：5G市场收益尚不确定，而成本压力巨大，5G建网要以网络综合成本如无线网、承载网、核心网等TCO最低为目标，尤其要通过技术创新和产业规模化推动高频器件、光电子核心器件等成本的下降；循序渐进：5G建设不会一步到位，传送承载网也要因地制宜、循序渐进，不盲目超前投资；体系开放：开放是网络发展大势，5G承载体系也需要为未来技术进步留有空间，避免技术和厂商锁定。

图2 5G承载网前传结构

图3 5G承载网中传结构

5G承载网建设时，特别需要注意的是保持现网架构不变、低成本建网及网络开放与智能。5G承载网建设时需要保持城域光缆分层架构不变及核心汇聚层组网架构不变，维持光缆网架构不变是确保合理的网络建设和维护成本的基础；确保现有的核心汇聚层以及接入主干层以上光缆架构不变，城域承载网核心汇聚层的组网架构不因网络容量的增加和控制技术的提升而变化；建议确保汇聚层及以上部分本地网综合业务接入点以上组网架构稳定；部署SDN技术提升网络智能；方便快捷的边缘接入层有利于低成本、高带宽业务的快速接入和开通。

低成本建网，充分考虑现有网络资源的利用，光缆、局房、系统等优先考虑现有成熟产业链的技术作为组网的基本技术，不盲目追求以全新技术组网。SDN、SR、EVPN等技术也是传送承载网本身技术演进方向。建网方案需要考虑如何更好地实现切片化的业务服务；充分考虑网络的可维护性，减少备件品种，降低网络的OPEX；充分考虑快速建网的能力，确保网络的大规模应用；考虑网络的扩展性以及业务的发展，不要盲目追求网络功能的一步到位；充分考虑业务带宽变化对网络的影响，充分考虑网络的扩展性；充分考虑业务的差异性，满足不同的业务的承载需求。

网络开放和智能，充分利用5 G建设时间，加快网络转型，采用SDN技术实现统一管控，实现端到端自动开通和自动运维；跨域端到端协同；端到端优化路径，低时延业务就近转发需要开放网络资源，实现网络能力开放。

5G承载网络结构分为三层

5G承载网络结构如图1所示，前传方案建议采用光纤直驱WDM辅助，光纤直驱推动单纤双向的应用；接入层即中传建议采用WDM方案；核心汇聚层即回传方案为IP+光，IP采用IPRAN方案，光主要是用WDM、ROADM技术；SDN技术需要在接入层和核心汇聚层都部署，才能够满足移动承载网端到端业务管理的要求。

5G承载网前传结构如图2所示，5G前传主要方案采用光纤直驱为主，含单纤双向，光纤不足时可采用WDM，如G.metro，关键技术成本敏感度高，10～20km低成本25G光模块和可调谐激光器等是关键。

图4 5G承载网回传结构

5G承载网中传结构如图3所示，中传WDM组网方式采用10G波道组网，成本有优势时可采用100G波道、TMUX组网；采用OADM实现波道在其他站点的直通；不对业务提供在汇聚点的双归，通过负载分摊提供业务一定程度的可靠性；当CU出现故障时，业务无法倒换到其他站点的CU。

该方案的优点是可以充分利用现有的10G产业链，技术成熟简单，光纤利用率高，有完善的WDM保护机制；缺点是无法提供业务的双节点上联，仅能够支持5G中传业务，无法进行多业务承载，带宽利用率没有考虑统计复用，利用率太低。与此同时，5G发展的中后期均值带宽利用率最多30%，大量带宽浪费，对CU要求太多10G接口或100G可能无法满足，需要在汇聚点有一个业务收敛设备。

5G承载网回传结构如图4所示，回传方案建议采用IPRAN实现跨厂家混合组网，包括：任一厂商设备混合组网，分层混合组网，汇聚层每个环一个厂家，不同环不同厂家；混合组网方式下，IPRAN网元的DCN自通方案可采用中国电信提出并写在行标的自通方案；综合承载将来4G、大客户等业务也接入IPR AN，但难以承载宽带业务；通过SDN第三方控制器实现IPRAN端到端智能管理；未来开发IPoverWDM，实现IPRAN自带WDM或彩光到WDM节省投资和同步成本；一对汇聚节点和一对核心点口字型组网。

综合所述，5G时代面对新业务的诸多需求，5G承载网的前传、中传、回传等要根据运营商网络的实际情况，合理选择适合自身的建设方案，才能有效解决万物互联、泛在连接的5G时代众多业务对承载网的个性化需求。